西门子6ES7222-1BF22-0XA8库存

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一．引言

钢板厂生产的幅宽成卷钢板一般需要经过矫平和剪切后, 才能提供给客户使用，因此钢板校平、剪板机是钢板厂和板材仓库重要的生产设备。由于传统的剪板机在使用方面存在诸多问题，针对传统钢板剪板机存在的生产效率和剪切定位精度低的问题，研制了基于台安PLC+伺服的幅宽成卷钢板剪板自动控制系统，该系统已投入生产使用，运行稳定，控制精度高，维护使用方便，受到用户青睐。

二．剪板机动作顺序：

1．定位滑块由伺服控制，用来定钢板的长度。
2．由输送机将钢板输送到位。
3．钢板长度定位完成，滑块后移（避免剪切时，损伤滑块），剪下切。
控制系统图

整个系统由威伦MT506LV触摸屏、台安TP03-30HT-A、9300JSDA伺服组成，做上述动作控制。
9300JSDA伺服驱动器搭配JSMA伺服电机 200W ～ 3KW，采用 8192 ppr增量型编码器，性能，可应用于各种场合。

三、机能多元性

转矩、速度、位置、点对点定位及混合模式切换功能，可搭配不同控制系统,做化应用组合。

主回路 / 控制回路电源分离，保护协调性佳、检修容易。
内建刹车晶体，可满足负载惯量大之应用场合。
增益调整简单，内建十个等级刚性表，且具备在线（On-Line）/ 离线（Off-Line）自动增益调整功能。
Notch Filter功能，可有效抑制机械共振，提高控制系统稳定性。
增益可切换运用，速度回路比例积分（PI）控制与比例（P）控制切换，可抑制电机加减速时过冲与缓冲现象。
内建十六段位置定位控制指令，可自由规划点对点定位控制
指令平滑功能，在位置及速度模式下可调整“平滑时间”参数,以延长机械使用寿命。
人性化操作接口、实时显示状态及故障信息
可任意设定多组多功能输入、输出I/O接点
完善的保护机制，多种异常警报
操作软件，通过RS-232接口，可读写参数、增益调整、状态显示及数字式示波器进行内部信号图形监控。

四，参数调整

Cn001=2,　 （控制模式）
Cn002=0011,（servo on 与驱动禁止）
Cn025=100, （惯量比）
Cn026=5,　 （刚性等级）
Cn030=212, （电机对应参数）
Pn301=10,　（脉冲形式）
Pn313=0,　 （一次平滑时间）
Qn401=80,　（速度回路增益）
Qn402=50,　（速度回路积分时间）
Qn405=80　（位置回路增益）

五．结束语

基于台安PLC+伺服的幅宽成卷钢板剪板自动控制系统，投入生产实践使用后应用效果表明：
（1）该方案裁切精度高，满足用户要求，操作使用方便；
（2）用伺服和PLC作简单搭配能实现快速定长控制，性能价格比高，符合实际工程需要，能满足市场需求

（一）分析被控对象并提出控制要求

详细分析被控对象的工艺过程及工作特点，了解被控对象机、电、液之间的配合，提出被控对象对PLC控制系统的控制要求，确定控制方案，拟定设计任务书。

（二）确定输入／输出设备

根据系统的控制要求，确定系统所需的全部输入设备（如：按纽、位置开关、转换开关及各种传感器等）和输出设备（如：接触器、电磁阀、信号指示灯及其它执行器等），从而确定与PLC有关的输入/输出设备，以确定PLC的I/O点数。

（三）选择PLC

PLC选择包括对PLC的机型、容量、I/O模块、电源等的选择，详见本章二节。

（四）分配I/O点并设计PLC外围硬件线路

1.分配I/O点

画出PLC的I/O点与输入／输出设备的连接图或对应关系表，该部分也可在２步中进行。

2.设计PLC外围硬件线路

画出系统其它部分的电气线路图，包括主电路和未进入PLC的控制电路等。

由PLC的I/O连接图和PLC外围电气线路图组成系统的电气原理图。到此为止系统的硬件电气线路已经确定。

（五）程序设计

1.程序设计

根据系统的控制要求，采用合适的设计方法来设计PLC程序。程序要以满足系统控制要求为主线，逐一编写实现各控制功能或各子任务的程序，逐步完善系统的功能。除此之外，程序通常还应包括以下内容：

1）初始化程序。在PLC上电后，一般都要做一些初始化的操作，为启动作必要的准备，避免系统发生误动作。初始化程序的主要内容有：对某些数据区、计数器等进行清零，对某些数据区所需数据进行恢复，对某些继电器进行置位或复位，对某些初始状态进行显示等等。

2）检测、故障诊断和显示等程序。这些程序相对立，一般在程序设计基本完成时再添加。

3）保护和连锁程序。保护和连锁是程序中不可缺少的部分，认真加以考虑。它可以避免由于非法操作而引起的控制逻辑混乱，。

2.程序模拟调试

程序模拟调试的基本思想是，以方便的形式模拟产生现场实际状态，为程序的运行创造必要的环境条件。根据产生现场信号的方式不同，模拟调试有硬件模拟法和软件模拟法两种形式。

1）硬件模拟法是使用一些硬件设备（如用另一台PLC或一些输入器件等）模拟产生现场的信号，并将这些信号以硬接线的方式连到PLC系统的输入端，其时效性较强。

2）软件模拟法是在PLC中另外编写一套模拟程序，模拟提供现场信号，其简单易行，但时效性不易保证。模拟调试过程中，可采用分段调试的方法，并利用编程器的监控功能。

（六）硬件实施

硬件实施方面主要是进行控制柜（台）等硬件的设计及现场施工。主要内容有：

1)设计控制柜和操作台等部分的电器布置图及安装接线图。

2)设计系统各部分之间的电气互连图。

3)根据施工图纸进行现场接线，并进行详细检查。

由于程序设计与硬件实施可同时进行，因此PLC控制系统的设计周期可大大缩短。

（七）联机调试

联机调试是将通过模拟调试的程序进一步进行在线统调。联机调试过程应循序渐进，从PLC只连接输入设备、再连接输出设备、再接上实际负载等逐步进行调试。如不符合要求，则对硬件和程序作调整。通常只需修改部份程序即可。

全部调试完毕后，交付试运行。经过一段时间运行，如果工作正常、程序不需要修改，应将程序固化到EPROM中，以防程序丢失。

（八）整理和编写技术文件

技术文件包括设计说明书、硬件原理图、安装接线图、电气元件明细表、PLC程序以及使用说明书等。

可编程序控制器PLC 和MM440 变频器之间的通讯可有两种方式：一种是串行通讯,采用串行通讯只需一根双芯屏蔽电缆，它大大减少了布线的数量，无须重新布线即可改控制功能。可以通过串行接口设置和修改变频器的参数，还可以连续对变频器的特性进行监视和控制。另一种是并行通讯,图中所示为端子。控制端子1_8 10 16 17 为输入控制端子，19_25 为输出控制端子。然后定义每个端子的功能并且通过操纵面板设定其参数。如P701=2 为上行，P702=1 为下行，P1001=48 为正常运行频率，P1002=2 为爬行频率等，即PLC 通过逻辑分析后发出控制信号，如正反转、高速、中速、点动、爬行等信号给变频器。变频器接受指令并且按照预先设定好的曲线拖动轿厢正常运行。另外，变频器还发出信息，如零速变频器是否故障抱闸等信号给PLC，使其参加PLC的逻辑运算以保证电梯的运行。

另外，变频器上还安装了编码器模板，这使得这种通用型MM440 可以接成闭环速度反馈。控制方式与无传感器矢量控制SLVC 和变压/变频V/F 相比，这种控制方式具有以下优点：
1 零速时仍然具有额定转矩的负载能力
2 速度控制的精度高
3 速度控制和转矩控制的动态性能得到改善

根据电梯的运行规律，电梯运行中是一个匀速运动，在启动和制动时为匀加速和匀减速运动，且平层时能准确停靠。
输出曲线为如图2 所示。



通过我们的现场试验，这种变频器可以用到电梯控制系统中且运行良好，而且它还有一个其它变频器所没有的优点，就是进行电机参数学习时电机的轴不转动。这样曳引机可在带负载的情况下也能进行自学习而不必像其它变频器那样把轿厢吊起使曳引机脱离负载后才能自学习，这样给电梯的安装改造带来很大方便。

一、简介

凹版印由于传动和对版等的需要，对张力的控制具有很高的要求，尤其是高速机种，张力控制精度要求在几(牛.米)之内（印刷机的张力在几十牛到几百牛之间）。以往国产多套色凹板印刷机的张力控制多采用磁粉离合器进行控制，这种控制方式具有运行，控制简单的优点；同时有运行发热量大、磨损严重、控制精度差等缺点，尤其是在印刷机速度上200米以上时，就无法采用这种控制方式。纵观国外进口的印刷机，几乎无一例外的采用了变频器张力控制系统，这种控制方式的特点是：运行、机械磨损小、控制精度高，适用于高速多套色凹版印上，下面详细介绍一种采用台达VFD-V系列纯矢量型变频器实现凹版印4段张力控制的案例。

二、控制原理

印刷机要求的张力控制，主要是指对放卷到前牵引辊、前牵引辊到套色、后套色到后牵引辊、后牵引辊到收卷四段张力的控制。速度内环：除上所说四段张力外，印刷机还存在各印刷辊之间的张力，但各印刷辊之间是由一个主电机牵引长轴驱动（伺服无轴驱动印刷辊的除外），各辊之间的张力由机械保证。在印刷机中，张力的形成是由于各传动辊之间的速度差造成的，因此，控制张力要控制速度。本系统以主电机驱动的印刷辊为主速度，其它各传动辊为随动。具体说，就是在一印辊前的前牵引、放卷的线速度依次比一印辊的线速度稍慢；在后套色辊后的后牵引和收卷的线速度依次比后套色辊慢（.5%-1%左右）。为达到以上目的，在一印辊上安装编码器，由PLC计算出线速度后按速差经D/A给定前牵引变频器，同样，PLC采样前牵引辊上的编码器计算后给定放卷变频器。从后套色辊到收卷的速度给定方式相同。之所以用前级辊上的编码器采样后作为后级传动变频器的给定依据，是因为虽然前后级之间的线速度相差不大，但电机转速确相差很大，尤其在加速时，各电机的加速时间不等，如直接给定各电机速度容易造成瞬间大的速差。同样，为提高各电机的速度随动性和速度精度，变频器选用台达V系列矢量型变频器，在各传动辊上安装编码器，将编码器信号反馈到变频器的PG卡上，形成速度闭环控制。 线速度算法：对于印刷辊和牵引辊的线速度可采样计算出转速n,线速度L=2nxлxr r为棍子半径。 对于放卷线速度计算，要算出放卷辊的半径；采用测量放卷辊每放一圈时前牵引编码器走的脉冲增量M,则放卷半径 r=MxK/2л,K为每米/脉冲， 然后求出线速度；收卷线速度算法相同。 张力外环：本系统才用外张力内速度的双环控制，这样可以进一步提高张力的控制精度。

三、控制框图

说明：由于张力控制要求PLC的技术速度快，因此在PLC的选型上往往采用PLC+运动控制模块，本系统中采用两台PLC，一台专作张力/速度控制，一台处理设备IO量，同样能达到以上目的。

四．组件选型

1、变频器：主电机-18KWV系列台达变频器+PG-03. 前后牵引-7.5KWV系列变频器+PG-03. 收放卷-15KWV系列变频器+PG-03.
2. PLC:台达FAMA系列 运动控制-SC-501x1；PWS10x1；base08x1； AD020x2；HSC10x2；DA020x1；XDC10x1；YRY10x1. IO控制：SC-501x1；PWS10X1；BASE08x1；XDC10x3； YRY10x3.
3.人机界面：PWS-3260-DTN.

五．VFD-VTYPE变频器简介

无感测器向量控制，控速比1：100 PG闭回路控制，控速比1：1000 内含PID回授控制 零速保持力矩150%以上（PG） MODBUS通讯格式，一机两用双重额定

六．总结

在这一系统中，作为终的执行机构，变频器的速度精度，响应性和稳定性对整套系统的运行和产品的品质起到关键的作用。

前言 茂名市自来水公司河东水厂已建成两期，两期的工艺和设备都由国外引进，控制系统均采用由PLC（可编程逻辑控制器）和PC（个人电脑）组成的计算机集散控制系统，自动化程度较高。由于两套系统采用的通信协议不同，所以它们没能很好地整合，它们之间没有数据通信，这给生产控制、生产报表的编制和值班人员的操作带来一定困难。鉴于上述情况，我们决定利用以太网和监控组态软件IUCH来实现它们的连接，使之成为一套完整的系统。
一、 系统组成及存在问题
两套系统采用不同的PLC，两者网络拓扑结构不同，通信协议不同（采用厂家自己的协议），期采用的是THYSSEN PLC，网络拓扑结构为环形结构，通信协议采用T800；二期采用bbbemecanique PLC，网络拓扑结构为总线型，通信协议是FIPWAY。系统连接图见图1。





两期的监控组态软件都采用IUCH ，只是版本不同，这是一套由wanderware 公司出品的组态软件包，主要包括两部分的功能程序：开发环境 bbbbbbmaker和运行环境bbbbbbviewer，另外还有很多实用工具，NetDDE（网络数据交换）就是其中之一，它是microsoft bbbbbbs的DDE（Dynamic Data Exchange，动态数据交换）的扩展，不同之处是它用于网络而后者用于单机。
由于是两套各自立的系统，两者之间没有通信，数据交换只能靠手工完成，既不准确，又不及时，在操作中，操作人员不停地奔波于两套系统之间，生产报表的编制要人工合成，不够方便，不能实现水厂的全自动控制。
考虑到两期系统所采用的PLC、网络拓扑结构和通信协议不同，若直接从PLC方面着手，技术难度高，工作量多，投资大，耗时长。经研究，终决定直接从IUCH着手，利用其基于以太网和TCP/IP协议的网络功能来实现它们之间的连接。

二、 解决方案
监控组态软件IUCH基于以太网，兼容TCP/IP通信协议，通过它可实现两套立系统的连接，此法投资较少，对操作人员的要求不高，而且可解决操作人员在两套系统之间疲于奔命的问题。连接后，可在以太网上的任何一台计算机分享数据，而不受特定的计算机限制，并可实现远距离监控功能，在任一台PC上均可对全厂生产进行监控，两期系统的生产数据可实现实时通信，利用IUCH NetDDE，使两套立的系统（甚至多套系统）通过以太网地连接起来，扩展灵活方便，空间制约少，是一个可行的方案，IUCH在这方面的功能完善，是给排水应用领域不错的选择。
实现过程如下：
1、 组建以太网
，用交换机组建一个以太网，将一期二期的监控PC分别命名为PC1和PC2，系统示意图见图2 。





在PC1和PC2别安装TCP/IP通信协议、NetDDE程序及完成其它一些辅助工作。
2、 IUCH设置
（1） 整合两期应用程序数据
运行IUCH 的开发环境bbbbbbmaker，利用“import”功能将两期程序数据合二为一，使之成为一个完整的应用程序。然后分别安装在PC1和PC2上，这样就可以在任一台PC上对生产进行监控。
（2） 设置DDE Access
要在以太网上使用NetDDE进行数据通信，为程序提供数据的来源，这就对IUCH的DDE Access进行设置，设置方法是在“Modify DDE Access Name”对话框中的“DDE Application/Server Name”栏增加“\\PC2\viewer”（在PC1上）和“\\PC1\viewer”（在PC2上）。通过这个设置，PC1和PC2就可通过以太网进行实时数据通信。


（3） 运行系统
运行IUCH bbbbbbviewer前先初始化NetDDE，方法是直接运行该程序。只有先初始化NetDDE，计算机才能与网络上的其它计算机进行实时通信。通过IUCH，两套立的系统就能地整合起来，从而整合成一套完整的监控系统。
三、系统功能
原来各自立的两套系统通过IUCH实现了在线的连接，可以在以太网TCP/IP协议的统一通信标准和NetDDE下实现在线的数据交换，在线的相互操作。
例如期矾耗参数名为ALU0101, 二期矾耗参数名为PLC1_ALU，总矾耗参数名为TOTAL_ALU，则可直接用公式
TOTAL_ALU= ALU0101+PLC1_ALU
方便求出总矾耗，而以前总矾耗要人工离线计算。
又如，为保证清水池有足够多的水，两期滤池不能同时进行反冲洗，这时滤池在冲洗前行检测，若其它滤池不进行反冲洗则其可进行反冲洗，反之则发出一个等待命令，等其反冲洗完后再行反冲洗。
有了以太网后，这项工作实现起来非常简单，只要设置两个状态参数BW1和BW2来判别滤池的反冲洗状态，（BW1=1时表示期滤池正在反冲洗，BW1=0时表示没有反冲洗，而BW2表示二期的反冲洗状态，设置同前），加入下面程序就可实现两期滤池反冲洗的互相协调：
If BW1=1 then
BW2=0
Else BW2=1
Endif

If BW2=1 then
BW1=0
Else BW1=1
Endif
而这些协调工作在系统改前也是人工干预的。
四、 结束语
通过IUCH进行不同监控系统的连接，方法简单，是一个比较理想的方法， IUCH新版本不断推出，功能不断加强，其在工业以太网方面的技术也不断完善，利用它，我们可将生产数据送到网上任一台计算机，甚至发至互联网，在网上进行监控。